目标辐射噪声特征提取方法研究

论文摘要

水中目标识别技术是水声信号处理领域的重要研究内容,同时也是该领域的难点之一。特征提取是目标分类识别的关键环节,由于海洋环境的复杂性和水声信道的特殊性,要从目标辐射噪声信号中提取一种既能反映目标本质特征,又能满足远距离探测要求的有效特征,一直是这一领域的难题。本文对目标辐射噪声特征提取的四种方法作了研究,并给出仿真和湖试相应的结果。首先,本文介绍了舰船辐射噪声的产生机理,并进行了仿真研究。在此基础上,论文研究了周期图谱估计提取线谱特征的方法,提取了仿真目标和松花湖湖试三类目标不同工况下的连续谱分量和线谱分量,并对同类目标不同工况下结果进行比较。其次,研究了基于小波包分解理论的能量特征提取的算法,提取了仿真目标和湖试数据的能量特征,在特征最为明显的一、二频段内,对结果进行分析和比较,指出此方法优缺点。再次,介绍了基于分形理论的盒维特征提取算法,提取了仿真目标和湖试数据的盒维特征,对湖试数据样本进行统计分析,比较不同工况下同类目标的盒维差异,并对该方法进行总结。最后,研究了基于高阶统计分析理论的特征提取,针对传统的径向积分双谱和圆周积分双谱遗漏和重复利用双谱信息的缺点,文中给出了一种改进的方法。提取了湖试数据的双谱特征、改进积分双谱特征、斜度和峰度特征,比较了同类目标不同工况下的特征差异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 立题背景和意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第2章 舰船辐射噪声仿真
• 2.1 舰船辐射噪声产生机理
• 2.2 舰船辐射噪声仿真
• 2.2.1 连续谱仿真
• 2.2.2 线谱仿真
• 2.2.3 被动声呐接收信号仿真
• 2.3 本章小结
• 第3章 辐射噪声的线谱特征提取
• 3.1 线谱提取的方法
• 3.2 仿真数据线谱提取
• 3.3 湖试试验概况
• 3.4 湖试数据处理
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于小波理论的特征提取
• 4.1 小波包分析简介
• 4.1.1 小波分析
• 4.1.2 小波包变换
• 4.1.3 常用小波函数介绍
• 4.2 小波包能量特征提取算法
• 4.3 仿真数据能量特征提取
• 4.4 湖试数据处理
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于分形特性的特征提取
• 5.1 盒维数定义
• 5.2 盒维数计算方法
• 5.3 仿真数据盒维特征提取
• 5.4 湖试数据处理
• 5.5 本章小结
• 第6章 基于高阶统计分析的特征提取
• 6.1 高阶统计分析基本理论
• 6.1.1 双谱定义及算法
• 6.1.2 积分双谱定义
• 6.1.3 斜度和峰度定义
• 6.2 湖试数据处理
• 6.2.1 双谱特征
• 6.2.2 积分双谱特征
• 6.2.3 斜度和峰度特征
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢